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首款國產(chǎn)量子計算機控制系統(tǒng)誕生

2018-12-07
關(guān)鍵詞: 本源量子 量子計算機

  12月6日,本源量子2018年度產(chǎn)品發(fā)布會在本源量子云展廳圓滿召開。本源量子首席科技顧問、中國科學院量子信息重點實驗室主任郭光燦院士出席并致辭,安徽省經(jīng)濟和信息化廳黨組成員、副廳長王厚亮隨后發(fā)表致辭。此次產(chǎn)品發(fā)布會發(fā)布人為本源量子公司董事長、量子測控部總監(jiān)孔偉成。

  此次發(fā)布的是首款國產(chǎn)量子計算機控制系統(tǒng)——本源量子測控一體機OriginQ Quantum AIO,該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)對大型量子芯片的精準測控。

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  本源量子首席科技顧問郭光燦院士發(fā)表致辭

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  安徽省經(jīng)濟和信息化廳黨組成員、副廳長王厚亮發(fā)表致辭

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  本源量子公司董事長、量子測控部總監(jiān)孔偉成發(fā)表致辭

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  本源量子測控一體機

  本源量子團隊秉持著“用量子技術(shù)追溯科技本源”的理念,一直努力耕耘在量子計算領(lǐng)域,用態(tài)度和堅持說明著一切。

  2017年9月,中科院郭光燦院士和中科大郭國平教授兩位老師帶領(lǐng)中科大博士團隊創(chuàng)立了中國第一家量子計算公司——合肥本源量子計算科技有限責任公司。

  在過去一年多的時間里,本源量子在量子計算軟硬件以及應(yīng)用領(lǐng)域分別研發(fā)多項的核心技術(shù),先后在量子虛擬機、量子軟件、量子應(yīng)用等領(lǐng)域取得突破。本源量子也是世界上首個實現(xiàn)64比特量子線路仿真的團隊,打破了IBM團隊的記錄,并公開了可證偽的64位量子虛擬機服務(wù)。

  在那之后,為加速量子計算技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,我們于今年7月已經(jīng)建立了本源量子計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。目前,已有哈工大機器人集團、中科類腦、智天鏈等多家單位加盟,為我國科技進步這一共同目標而奮斗著。

  從創(chuàng)立之初,本源量子就致力于量子計算軟硬件核心技術(shù)的研發(fā)。由于我國高端儀器儀表嚴重依賴進口,量子計算機研發(fā)只能使用傳統(tǒng)商用儀器設(shè)備自行搭建量子計算機控制系統(tǒng),信號的輸出與采集任務(wù)只能單獨進行,不僅成本昂貴、功能冗余,還存在兼容性差、難以集成等缺點。

  針對這一技術(shù)難題,本源量子團隊率先對半導(dǎo)及超導(dǎo)量子比特進行創(chuàng)新利用與研發(fā),研制了一套精簡、高效的量子計算機控制系統(tǒng)。將所有量子計算控制系統(tǒng)的功能,集成在一臺能夠完整實現(xiàn)對量子芯片控制的機器內(nèi),并將其命名為量子測控一體機,獲得了開創(chuàng)性成功。

  本源量子測控一體機作為首款具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的量子計算機控制系統(tǒng),它的最基本功能是提供量子芯片運行所需的關(guān)鍵信號。除此之外,它負責量子芯片傳回信息的處理,并執(zhí)行對量子計算機程序的編譯。在當前量子芯片飛速集成發(fā)展的階段,量子計算機控制系統(tǒng)是量子計算機不可或缺的組成部分,它能使量子芯片最大程度發(fā)揮其性能優(yōu)勢。它將主要應(yīng)用于量子芯片的測試研究與量子計算機的原理搭建,同時它還能夠應(yīng)用于精密測量、基礎(chǔ)科學研究等更廣泛的領(lǐng)域中。

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  量子芯片

  孔偉成介紹,如果說量子芯片是人的“大腦”,量子計算機控制系統(tǒng)就如人的“骨干”,量子軟件、應(yīng)用、語言就相當于“血肉之軀”。

  本源量子測控一體機采用模塊化設(shè)計,當前發(fā)布的版本包含四種功能模塊,功能通道總計40個功能通道,可以直接支持8位超導(dǎo)量子芯片或者2位半導(dǎo)體量子芯片。

  OriginQ Quantum AIO 功能介紹:

  速度更快

  該測控一體機功能通道之間通過PCIE高速擴展總線互連,實現(xiàn)一體化。使用過程中可以將其升級至最多200通道,以支持更高性能的量子芯片。以量子芯片回傳信號分析為例,量子程序的執(zhí)行速度的大幅提高。傳統(tǒng)的分析方法將信號數(shù)據(jù)傳回上位機終端,再由上位機軟件進行處理,這個過程的耗時至少為10微秒以上;而在本源量子測控一體機中,信號在FPGA中直接處理,即可得到邏輯信息,全過程耗時僅為200ns。

  目前,全世界沒有任何商用儀器能達到如此快的處理速度。

  與商用儀器互連相比,本源量子測控一體機徹底去除低俗冗長的通信線路,避免了指令和數(shù)據(jù)的傳輸滯留,使得整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度從納秒級提升至皮秒級,大幅提升了系統(tǒng)的整體性能。

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  附帶Python開放編程環(huán)境

  為了便于用戶的操作,本源量子測控一體機上位機終端特別提供了一款專用軟件,用于提高量子程序編寫效率,用戶可直接在觸屏面板上進行操作。同時,本源量子測控一體機還附帶Python開放編程環(huán)境,支持用戶實現(xiàn)更多自定義的編程設(shè)計。

  定制解決方案

  當前,量子計算呈多元化發(fā)展趨勢,本源量子發(fā)布的量子測控一體機是針對量子計算領(lǐng)域用戶的首套國產(chǎn)量子計算機控制系統(tǒng),同時也提供了其他量子芯片體系的定制服務(wù),為量子計算機研發(fā)、量子芯片基礎(chǔ)研究提供最合適的硬件平臺。

  孔偉成說,未來本源量子研發(fā)團隊將對量子測控一體機進行持續(xù)改進升級,使得其向著集成度更高、信號指標更高、模塊化獨立產(chǎn)品、量子計算機匯編語言等多個方向優(yōu)化,并滿足更多位數(shù)的量子芯片的測控需求。

  會上,郭光燦院士表示,除了芯片、控制系統(tǒng)外,真正有用的量子計算機需要的量子元素還很多,雖然離量子計算機真正面世還很遙遠,但此次完全自主知識產(chǎn)權(quán)的量子計算機控制系統(tǒng)的研制,是邁向量子計算機重要的一小步。

  量子計算作為一種顛覆性技術(shù),關(guān)系到我國未來發(fā)展的基礎(chǔ)計算能力。本源量子正努力加速量子計算技術(shù)開發(fā),努力實現(xiàn)更多核心技術(shù)的突破,推進我國量子計算產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,提高我國科技實力。


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